山東冠熙環(huán)保設(shè)備有限公司主營：軸流風(fēng)機,耐高溫高濕風(fēng)機,烘干設(shè)備用風(fēng)機,離心風(fēng)機,除塵風(fēng)機

風(fēng)機蝸殼優(yōu)化設(shè)計方法的研究進(jìn)展橫截面面積的圓周變化、橫截面形狀、橫截面的徑向位置、蝸殼入口位置、蝸舌的結(jié)構(gòu)是蝸殼的五個主要幾何參數(shù)。其中蝸舌的位置、角度和形狀，在避免內(nèi)部沖擊、減少分離損失和降低噪聲等方面起著重要的作用。蝸殼的各幾何參數(shù)對風(fēng)機內(nèi)部流動的影響并不是獨立的，它們之間既相互關(guān)聯(lián)，又相互影響，因此，在確定這些幾何參數(shù)時要進(jìn)行考慮。（3）風(fēng)機較大出力試驗：冷態(tài)下，風(fēng)機擋板開度為80%時，風(fēng)機電流達(dá)到設(shè)計值。采用數(shù)值計算與響應(yīng)面法相結(jié)合的手段對蝸殼的三個主要幾何參數(shù)(蝸殼出口的擴(kuò)張角、葉輪的露出長度、蝸舌間隙)進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明通過優(yōu)化蝸舌間隙和葉輪的露出長度，不僅可以提高風(fēng)機的效率，還可以降低風(fēng)機的A聲級噪聲。按一維設(shè)計理論(等環(huán)量法)蝸殼型線應(yīng)為一條對數(shù)螺旋線。通過對方程的簡化處理，風(fēng)機按照等邊基元法和不等邊基元法可以快速完成蝸殼型線的繪制。風(fēng)機采用改進(jìn)的等邊基元法繪制離心風(fēng)機的蝸殼型線，通過數(shù)值計算與實驗研究，結(jié)果表明采用改進(jìn)的等邊基元法繪制蝸殼型線，不僅可以提高離心風(fēng)機的效率，還可以降低風(fēng)機的噪聲。在蝸殼型線一維設(shè)計理論的基礎(chǔ)上，通過考慮氣體粘性因素的影響，對風(fēng)機原外殼進(jìn)行了改進(jìn)。研究結(jié)果表明，通過考慮氣體粘性，對蝸殼型線進(jìn)行改進(jìn)，可以減小蝸殼內(nèi)的流動損失，提高風(fēng)機的效率。

除了數(shù)值模擬和實驗測量外，傳統(tǒng)的多翼離心風(fēng)機的性能改進(jìn)主要集中在多翼離心風(fēng)機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計上，取得了較好的效果。王斗提出了雙圓弧葉片的設(shè)計方法，解決了風(fēng)機單圓弧葉片普遍存在的進(jìn)口負(fù)荷大、空分嚴(yán)重的問題。毛泉友采用分段設(shè)計法，葉片沿葉片高度方向設(shè)計成梯形和矩形截面。通過數(shù)值研究發(fā)現(xiàn)，分段設(shè)計的風(fēng)機效率比原型風(fēng)機提高了3.69%，風(fēng)機風(fēng)量增加了16.3%。實際上，風(fēng)機相同部件的各類丟失中，甚至不同部件的丟失之間都是彼此相關(guān)，彼此影響的。研究發(fā)現(xiàn)，后緣自然切割的葉片在翼型表面具有流線型設(shè)計，前盤區(qū)具有較低的循環(huán)流量，可以獲得較大的空氣量和總壓。適用于柜式空調(diào)多翼離心風(fēng)機的葉片設(shè)計。風(fēng)機葉片在不同圓弧曲率角和進(jìn)口安裝角組合下的風(fēng)機性能。分析表明，雙圓弧葉片的氣動性能優(yōu)于單圓弧葉片。通過對刀片的穿孔，吳先軍等。使部分氣流從高壓面流向葉片的低壓面，使風(fēng)機渦流分離點移到葉片下方。這樣可以降低葉片出口段分離區(qū)的渦流強度和尺度，降低噪聲。然而，這種方法需要更高的處理精度。研究發(fā)現(xiàn)，在傾斜葉片出口角不變的情況下，與直葉片相比，風(fēng)體積略有減小，但葉片通道內(nèi)的流動分離度有所減小。

幾何模型建立與網(wǎng)格劃分

計算模型采用掘進(jìn)工作面4-72-5.6A 防爆防腐蝕的離心式通風(fēng)機，其主要參數(shù)：電機功率22 kW,轉(zhuǎn)速2 930 r/min,流量10 122~25 736 m3/h,全壓4 152~2 330 Pa。其主要由進(jìn)風(fēng)口、集流器、葉輪和蝸殼組成。

風(fēng)機集流器中添加了米字形結(jié)構(gòu)與環(huán)形擋環(huán)。風(fēng)機結(jié)構(gòu)復(fù)雜且葉片外形不規(guī)則，因此生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格比較困難，相反非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格適應(yīng)能力強，在處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)時有利于網(wǎng)格的自適應(yīng)。

因此風(fēng)機采用四面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。使用ANSYS 軟件中的CFD 軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，加米字形集流器模型網(wǎng)格數(shù)1 072 503，網(wǎng)格節(jié)點數(shù)184 910；普通圓弧形模型網(wǎng)格數(shù)1 296 832，網(wǎng)格節(jié)點數(shù)223 847。以離心風(fēng)機在掘進(jìn)工作面環(huán)境下的運行工況為依據(jù)，進(jìn)行風(fēng)機參數(shù)設(shè)置：流量取22 806.54 m3/h，流速取6.335 15 m/s, 質(zhì)量流量取7.491 3 kg/s。風(fēng)機葉輪的具體改進(jìn)方法在保持葉片出口安裝角度不變的前提下，風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑分別由480mm增加到490mm和500mm。把Pro/E 建立的幾何模型導(dǎo)入Fluent 中并對幾何模型的邊界條件計算參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。其中入口類型采用速度進(jìn)口，出口設(shè)為壓力邊界條件，本計算采用的樣機是礦用式離心風(fēng)機， 出口靜壓可以近似為0，蝸殼內(nèi)壁及葉輪壁面粗糙度均取0.5，集流器、葉輪、蝸殼等各流體區(qū)域結(jié)合處的公共面采用interface邊界類型面， 將葉片的壓力面和吸力面以及葉輪前盤、后盤和轉(zhuǎn)軸的內(nèi)外表面一起定義為旋轉(zhuǎn)壁面。環(huán)境壓力為101 325 Pa，取粉塵流體密度ρ=1.225 kg/m3。計算時采用SIMPLE 壓力速度耦合方法進(jìn)行。